Montažno građenje2

TEHNOLOGIJE BETONA KOJE SE KORISTE PRI IZRADI

PRETGOTOVLJENIH BETONSKIH ELEMENATA

Seminar izradili: Kolegij:Boris Turk 1738/601 Montažno GrađenjeKrunoslav Šarić 1735/601 V. Pavlic, predavač

1. OPĆENITO O NOVIJIM TEHNOLOGIJAMA BETONA

2. BETONI VISOKIH ČVRSTOĆA

3. AUTOKLAVIRANI AERIRANI BETON

4. BETONI VELIKE GUSTOĆE

1. OPĆENITO O NOVIJIM TEHNOLOGIJAMA BETONA

PODJELA PREDGOTOVLJENIH BETONSKIH ELEMENATA

karakter prefabrikata:

– nearmirani

– armirani

– betonske cijevi

– galanterija

tehnološki nivo proizvodnje:

– zanatski

– poluindustrijski

– industrijski

PODJELA NEARMIRANIH PREDGOTOVLJENIH BETONSKIH ELEMENATA

– elementi za stambenu i industrijsku izgradnju: blokovi za zidanje, blokovi za međukatne konstrukcije, elementi za dimnjačke i ventilacijske kanale, elementi za odvoz smeća i ventilaciju, elementi za ograde

– elementi za niskogradnju i hidogradnju: ivičnjaci, rigoli, ploče za popločavanje, elementi za popločavanje, ploče za obalo utvrde

KVALITETA PREDGOTOVLJENIH BETONSKIH ELEMENATA SE OSIGURAVA KONTROLOM:

– dimenzija

– čvrstoće

– zapreminske mase

– izolacijskih karakteristika

PODJELA BETONA PREMA POVRŠINSKOJ OBRADI

– vidljivi betoni

– prani betoni

– brušeni betoni

– bojani betoni

– pjeskareni betoni

vidljivi beton

prani beton

brušeni beton

bojani beton

pjeskareni beton

BETONI ZA IZRADU PREDGOTOVLJENIH BETONSKIH ELEMENATA

LAKI BETONIgustoca manja od

2000 kg/m3

NORMALNI BETONIgustoca od

2000 - 2500kg/m3

TEŠKI BETONIgustoca veca od

2500 kg/m3

BETONI ZA IZRADU PREDGOTOVLJENIH BETONSKIH ELEMENATA

• betoni visokih čvrstoća: maksimalno 200 N/mm2

• betoni vrlo visokih čvrstoća: 200 - 800 N/mm2

• laki betoni: betoni od jednozrnatog agregata, lakoagregatni betoni, šupljikavi ili ćelijasti betoni (plino betoni, pjeno betoni)

BETONI VRLO VISOKIH ČVRSTOĆA

• Danas se mogu proizvesti betoni znatno većih čvrstoća od C60/75, tako da ima već objekata koji su izvedeni od betona C 100/115.

• Osnovni parametar za postizanje takvih betona je mali porozitet.

• Pažljivo odabran granulometrijski sastav kvalitetnog agregata, niski vodocementni omjer (v/c 0,35).

• Primjenom superplastifikatora i uporabom silikatne prašine - svojstva trajnosti: nepropusnost i kemijska otpornost.

LAKI BETONI OD JEDNOZRNATOG AGREGATA

• dobivaju se izostavljanjem sitne frakcije agregata i uporabom praktično jedne frakcije nominalno iste veličine zrna.

• u betonu su zrna obavijena cementnom pastom debljine cca 1,3 mm, pa između zrna ostaju velike šupljine.

• gustoća ovih betona ovisi u prvom redu o granulometrijskom sastavu

• v/c omjer paste je od 0,35 do 0,45 – otpornost na cikluse smrzavanja i odmrzavanja

• dobra zvučna izolacija

ŠUPLJIKAVI ILI ĆELIJASTI BETONI

• Plino betoni: betoni s ćelijastom strukturom koja je posljedica reakcije između vezivne komponente (vapna i cementa) i sredstava za razvijanje plina (npr. aluminijskog praha)

• Pjeno betoni: betoni s ćelijastom strukturom koja je nastala uvođenjem u svježu betonsku masu prethodno izrađene pjene

PROIZVODNJA PREDGOTOVLJENIH ELEMENATA OD PLINO BETONA

• skladištenje osnovnih sirovina• mljevenje silikatne komponente u sirovinski mulj• doziranje sirovinskih komponenata (pješčani mulj,

vezivo i dodaci - Al prah)• mješanje komponenata u mješalici• lijevanje mase u kalupe• ekspanzija plus djelomično očvršćavanje mase• autoklaviranje• oslobađanje iz kalupa• transport do linije za finalnu obradu• finalna obrada, paletiranje, uskladištenje i otprema

VRSTE SIROVINA KOD PROIZVODNJE PLINO BETONA

• plino betoni na bazi inertne silikatne komponente (kvarcni pjesak) i cementa - Siporex, Švedska

• plino betoni na bazi aktivne silikatne komponente (tuf, škriljac, leteći pepeo...) i vapna (ili vapna i cementa) - Ytong, Švedska

PREDGOTOVLJENI ELEMENTI OD PLINO BETONA

• Nearmirani prefabrikati– izolacijske ploče– spec. izolacijske ploče– zidni blokovi– izolacijski termo blokovi

• Armirani prefabrikati:– krovne i stropne ploče - do 6 m x 0,6 m– zidne vertikalne ploče – 4/6 m x 0,6 m– zidne horizontalne ploče - do 6 m x 0,6 m– zidne pregradne ploče - do 6 m x 0,6 m – fasadne izolacijske ploče – do 6 m x 0,6 m

PROIZVODNJA PJENO BETONA

• ćelije se stvaraju na dva načina:

- dodavanjem unaprijed pripremljene pjene u mješavinu

- dodavanjem sredstava za stvaranje pjene u mješavinu

• kod proizvodnje se koriste cementi najviših marki

• granulacija je 0-4 mm

• v/c omjer je oko 0.50

• proces proizvodnje je sličan kao kod plino betona, a radi ubrzanog očvršćavanja se koriste i procesi zaparivanja

SPECIFIČNOSTI ELEMENATA OD PJENO BETONA

• pjeno betoni su dobri toplinski izolatori

• vatrootporna svojstva

• dobra otpornost na mraz

• čvrstoća se u periodu unutar jedne godine udvostručuje

• jednostavan transport i ugradnja

PREDGOTOVLJENI ELEMENTI OD PJENO BETONA

• krovne ploče i podovi• podloge za podove sportskih i poljoprivrednih

konstrukcija• ploče za panel konstrukcije• toplinsko izolacijski nenosivi blokovi• vanjski i unutarnji betonski blokovi • betonske ploče za vanjske i nutarnje zidove

- Niske konzistencije, i mogu se uspješno ugrađivati i zbijati uz vrlo mali utrošak energije.

- Da bi ostao kohezivan, bez pojava segregacije i izdvajanja vode, treba mu povećati udio pijeska i cementa ili primijeniti neki drugi stabilizator mješavine. (pucolan , polimeri)

- Skuplji sastojci – manji utrošak energije

TEKUĆI BETON

- ili vlaknima armirani beton sadrži osim sastojaka običnog betona još i metalna ili polimerna ili staklena ili prirodna vlakna

- povećanje vlačne i savojne čvrstoće betona i odgađanje širenja mikropukotina

- prednosti prema konvencionalnom betonu što se tiče žilavosti i deformabilnosti, dinamičke čvrstoće, umora materijala i otpornosti prema abraziji.

MIKROARMIRANI BETON

- oblik armiranog betona

- bitno se različito armira od konvencionalno armiranog betona, pa ima drukčiju čvrstoću, deformacije i moguće primjene.

- sastoji od gusto pakiranih slojeva žičane mreže, obično postavljene na okvire od debljih čeličnih šipki i zapunjenih (impregniranih) cementnim mortom.

FEROCEMENT

PROCES PROIZVODNJE STUPA ZA OPSKRBU ELEKTRIČNOM ENERGIJOM

- centrifugalni postupak betoniranja

- zaparivanje – postiže se 3-dnevna čvrstoća betona već nakon 6 do 8 sati, što praktično omogućava svakodnevno obrtanje kalupa.

- uz povišeni pritisak potrebne su posebne komore u kojima se hidratacija ubrzava pri temperaturi od 130oC do 180oC.

PROCES PROIZVODNJE STUPA ZA OPSKRBU ELEKTRIČNOM ENERGIJOM

BETONIRANJE SE VRŠI U KALUPIMA

NAKON 2 SATA DEPONIRANJE

2. BETONI VISOKIH ČVRSTOĆA

- od C 60/75 do C 100/115- iznad C 100/115 nazivaju se i betonim

ultravisokih čvrstoća- prednost: poboljšana svojstva trajnosti, krutosti,

skupljanje, puzanje (niska poroznost), - nedostaci: kompliciraniji odabir sastojaka te

postupci proizvodnje, transporta, ugradnje i

njege betona

BETONI VISOKIH ČVRSTOĆA

- optimalan izbor u rješavanju brojnih problema s aspekta cijene

- omjer cjene između BVČ i normalnog betona 3:1

- sa stajališta kvalitete rješenja (nosivost BVČ znatno je veća od nosivosti normalnog betona)

- najveći problem danas u vezi BVČ – definirati metodologiju za izradu betona materijalima iz domaćih izvora


- Recepture za izradu betona MB60, MB80 i MB100 utvrđene su nakon analize rezultata dobivenih tijekom laboratorijskih ispitivanja (u „Ading” i „Beton”) u razdoblju 26. 10. 1999. do 4. 5. 2000.

- Analizirani paramteri: konzistencija, vodocementni faktor, poroznost mješavine, gustoća svježeg betona te tlačna i vlačna čvrstoća.



- Zatim laboratorijsko ispitivanje tlačne i vlačne čvrstoće, te module elastičnosti


Ispitivanje tlačne čvrstoće betona (MPa) i rezultati dobiveni tijekom ispitivanja

Vlačna čvrstoća i modul elastičnosti za razne

klase betona

Rezultati eksperimentalnih istraživanja ponašanja elemenata od BVČ u seizmičkim

područjima

Sigurna i ekonomična primjena betona visoke čvrstoće u seizmički aktivnim područjima ovisi o omjeru između tražene duktilnosti, površine i konfiguracije poprečne armature. Kada su stupovi u velikoj mjeri izloženi djelovanju osnih sila, treba predvidjeti prilično veliku

količinu poprečne armature.

Općenito se može kazati da je primjena BVČ opravdana, te da se konstrukcije od takvog gradiva mogu uspješno proračunavati da budu nosive, duktilne, uporabive i racionalne.

ZAKLJUČAK

BVČ SA SILICIJEVOM PRAŠINOM (SiO2)

- dodaju se plasitifikatori ili superplastifikatori

- čine smjesu za beton tekućom i smanjuju potrebu vode → veća čvrstoća

Istovremeno djelovanje silicijeve prašine i superplastifikatora u betonima omogućava da se

dobiju betoni vrlo visokih marki u odnosu na klasični beton – najistraživaniji dodaci betonima današnjice

BETON SA SiO2

a) sulfornirani naftlen – formaldehidni kondenzati, koji su prvi upotrijebljeni kao dodatak betonu šezdesetih godina (Japan)

b) melaminsko-formaldehidni kondenzati, razvijeni u Njemačkoj istovremeno kad i u Japanu, pod nazivom “Melment L 10”. Obično su korišteni kao 20%-tna vodena otopina gustoće 1100 kg/m 3 .

SUPERPLASTIFIKATORI

c) superplastifikatori na bazi ligno-sulfonata. (“Mulcoplast”, Kanada).

SUPERPLASTIFIKATORI

Superplastifikatori djeluju kao aktivna tvar koja se apsorbira na površini zrna cementa dajući im negativan naboj, što uzrokuje međusobno odbijanje, a time znatno smanjuje flokulaciju, odnosno povećava disperziju. Ako se dodaju normalne doze superplastifikatora, ne utječe se na vezivanje cementa.

SUPERPLASTIFIKATORI

Uz zadani v/c omjer već mala količina dodatka SiO2 prašine (10% u odnosu na cement) poboljšava stabilnost i obradljivost betona, smanjuje tendenciju odvajanja vode (“bleeding”) i segregaciju. Dodavanjem veće količine SiO2 prašine mortu ili betonu, smanjuje se obradivost, ako se ne poveća v/c omjer ili ne upotrijebi superplastifikator.

SiO2

- povećanje čvrstoće i trajnosti betona kojima

je dodana silicijeva prašina u uskoj je vezi

sa smanjenjem veličine pora hidratiziranoj

cementnoj pasti i sa smanjenjem mikropukotina

u graničnoj zoni između paste i agregata.


Istraživanja: produkt hidratacije cementa s dodatkom silicijeve prašine ima manje pore od onog u hidratiziranom cementu kojem nije dodana silicijeva prašina, što utječe na povećanje čvrstoće i nepropusnost.


Dodatkom silicijeve prašine smanjuje se u produktu hidratacije veličina pora i debljina graničnog sloja između paste i agregata – zbog manjeg broja velikih pora u hidrataciji → veća čvrstoća i trajnost.


Budući da je SiO2 vrlo reaktivan pucolan, pucolanska se reakcija počinje odvijati odmah nakon što se počne stvarati Ca(OH)2.

- do pucolanske reakcije, a time i do poboljšanja svojstava mortova i betona, dolazi na 20 oC u periodu od 2 do 14 dana

RAZVOJ ČVRSTOĆE

Ovi betoni, iako imaju velike čvrstoće, ujedno su i vrlo krti bez armature. Čvrstoća na savijanje je u pravilu tek približno 1/10 do 1/20 tlačne čvrstoće.

(korištenje armature – ili vlakna)

ČVRSTOĆA BVČ SA SiO2

- vrlo dobra osobina BVČ sa niskim v/c je velika otpornost na abraziju i habanje

- rani razvoj čvrstoće

- smanjeno puzanje i skupljanje

- sprečavanje korozije armautre - pasta hidratiziranog cementa sadrži oko dvadeset posto kalcij-hidroksida (CH), pa je sredina u kojoj se nalazi čelik povoljna da se spriječi njegova korozija.

PREDNOSTI BVČ SA SiO2

Hidrotehničke konstrukcije - visoke tlačne i vlačne čvrstoće, izvanredna gustoća, mala vodopropusnost, velika otpornost na kavitaciju, abraziju i eroziju, stvaraju realnu pretpostavku primjene ovih betona na preljevima, slapištima, evakuacijskim organima, tunelima, betonskim spiralama, zalivnim betonima i sl.

PRIMJENA BVČ SA SiO2

Industrijski način građenja - kao materijal visoke nosivosti, brzog očvršćivanja i visoke otpornosti na razaranje uslijed mraza ili agresivnih utjecaja, BVČ može naći široku primjenu u izgradnji objekata visokogradnje. Na ovakvim objektima BVČ nudi povoljna tehnička rješenja u svim elementima izloženim visokim naprezanjima, koja za rezultat daju vitkiju i lakšu konstrukciju.

Prometnice - fizičko-mehaničke osobine i otpornost na agresivne utjecaje omogućavaju primjenu BVČ za izradu betonskog kolnika na auto - putevima i aerodromima, zaštitnih ograda na autoputevima (New Jersey), betonskih pragova na željeznicama i dr.

Zahvaljujući brzom očvršćivanju, primjena BVČ naročito je značajna u postupcima

sanacije oštećenih kolnika i objekata na prometnicama.

3. AUTOKLAVIRANI AERIRANI BETON

AUTOKLAV – hermetički zatvorena posuda u kojoj se izvode kemijske reakcije pod visokim tlakom ili se tvari

griju iznad temperature vrelišta

AUTOKLAVIRANI AERIRANI BETON

Autoklavirani aerirani beton poznat je također kao i autoklavirani ćelijasti ili autoklavirani laki beton.

Izumio ga je sredinom dvadestih godina prošlog stoljeća švedski arhitekt Johan Axel Eriksson.

- takav lagani beton koristi se pri izradi

predgotovljenih elemenata koji osiguravaju

solidnu strukturu građevina.

- dobra izolacijska svojstva te je vatrootporan

- jednostavna ugradnja

PREDNOSTI AUTOKLAVIRANOG AERIRANI BETON (AAB)

- blokovi, zidni paneli te podni i krovni paneli

- zbog dobre toplinske otpornosti koristi se za unutarnje i vanjske konstrukcije

- kod proizvodnje se koristi sitnozrnati agregat dimenzija pijeska

PREDGOTOVLJENI ELEMENTI OD AAB

Šupljine nastaju reakcijama aluminijskoga praha sa kalcijevim hidroksidom i vodom te nastaje hidrogen. Hidrogen, plin koji tvori šupljine u betonu, na kraju biva zamijenjen zrakom.

NASTANAK ŠUPLJINA U AAB

Kad se maknu kalupi, materijal je čvrst, ali i dalje mekan. Nakon prethodne obrade i oblikovanja, takav element se stavlja u autoklav na 12 sati. Tamo se odvijaju procesi očvršćivanja pod pritiskom pare od 8 – 12 bara na temperaturama od 190°C.

IZVEDBA ELEMENATA OD AAB

U takvim uvjetima dolazi do reakcija kvarcnog pijeska sa kalcijevim hidroksidom i nastaje kalcij-silikatni hidrat koji doprinosi relativno visokoj čvrstoći. Nakon dvanaestsatnog tretiranja u autoklavu, element je spreman za skladištenje ili ugradnju. Ovisno o gustoći, do 80% volumena u bloku čini zrak.

IZVEDBA ELEMENATA OD AAB

4. BETONI VELIKE GUSTOĆE

BETONI VELIKE GUSTOĆE

- primjenu u nuklearnoj industriji i za zaštitu od

štetnog zračenja u medicini

- u naftnoj industriji za stabilizaciju platformi i

bušotina pod vodom

- gustoća ovih betona je oko 3000kg/m3 i veća

BETONI VELIKE GUSTOĆE

Agregat kod projektiranja se dijeli u dvije grupe: prirodni i proizvedeni

PRIRODNI AGREGAT

najčešće željezne rude (magnetit, limonit…) koje su otporne na štetno zračenje neutrona

PROIZVEDEN ILI SINTETIČKI AGREGAT

- ohlađeno željezo

HVALA NA PAŽNJI!

(1) Skripta iz Tehnologije betona, V. Pavlic

(2) Skripta iz Montažnog građenja, V. Pavlic

(3)„Beton”, V. Ukrainczyk

(4)„Advanced Cnocrete Tehnology – Processes”, J. Newman, B.S. Choo

(5)„Precast Concrete Construction”

(6) internet

KORIŠTENA LITERATURA

Documents

Montažno građenje2